JPH03504559A - ケラチン様材料の連続加水分解のための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ケラチン様材料の連続加水分解のための方法と装置本発明は、所望の加水分解が 達成されるのに要する時間の量論圧下で加熱することによる、ケラチン様材料の 連続カロ水分解方法に関する。

特に動物の飼育のために、ケラチン様材料を栄養になり且つ消化できる生成物に 変換するために、ケラチン様材料、特に羽、剛毛、つめ、角、ひづめ等を加水分 解すること（ま知られている。

米国特許第３．６１７．３１３号から加水分解装置が知られており、これを用い て羽を圧縮して気密プラグを形成せしめ、これを加水分解容器に連続的に導入し 、こうして気密方式番こおし）で入口を閉鎖する。水と蒸気を加水分解容器自体 に導入し、一方で工程中生成物塊を加熱するために容器壁は蒸気ジャケ装置は機 械的に複雑であり且つ非常にエネルギーを要求する。

その理由は、生成物をまず圧縮して気密プラグを形成させ、その後、加水分解中 に大量の水の中で微粉砕しそして流動イヒさせなければならないことである。

ケラチン様材料の連続加水分解のための別の装置ｉｔ、米国特許第４．２８６． ８８４号から知られている。この装置１こζま２つの容器が使われている。第１ 容器において、材料力く微粉砕されるような強い撹拌下で材料を加熱しそして流 動化させる。その後、特別の耐圧スクリューポンプにより、加熱された加水分解 反応器に添加し、そこで適当な加圧および加温下でそして一定の撹拌下において 加水分解が起こり、そして更なる処理のため、特に生成物をポンプで吸い出すこ とができるようにするのに使用された非常に多量の水を排水させるために、耐圧 スクリューポンプにより生成物を取り出す。この米国特許も、加水分解の化学的 および生物学的観点、特に最適な加水分解が達成され得る圧力および温度条件の 点で、非常に詳細な評価を提供している。従って、本特許出願では、それらの観 点にはこれ以上詳しく触れず、それらの観点に関して米国特許第４．２８６．８ ８４号から知られるもの全てを引用する。

本発明の目的は、ケラチン様物質の連続加水分解のための方法と装置を提供する ことであり、該方法と装置は従来技術に比較して大幅に単純化され、そのためエ ネルギー消費と装置の費用の削減が達成される。更に、後で加水分解生成物から 除去しなければならない大量の水を生成物塊に添加する必要性が回避される。

この目的は、請求項１に蒋゛徴づけられる方法に従って、例えば請求項８に特徴 づけられ開示される装置を使うことにより、達成される。材料の加熱は、一度で 同時に生成物塊を加熱し、給湿しそして撹拌する蒸気の１接注入により行われる 。

こうして容器壁が熱媒体のための圧力室を有する伝熱面を構成している加水分解 容器を使用する必要がない。生成物塊を約り３０℃〜約２００℃に加熱しなけれ ばならないので、既知の種類の装置上の加熱ジャケットを高温に加熱しなければ ならない。従って、特に操作と費用の観点からみると、そのような伝熱面を回避 できることは大きな利点である。

更に、あらゆる形式の撹拌機、スタッフィングボックスを有する耐圧軸ブツシユ 等が回避され、これは装置の費用とその操作を減らす。

加水分解工程自体は、１００℃より高温で過圧下で行われる。

実際に、圧力と温度が高くなればなる程、加水分解はより速くなる。例えば、圧 力が８バール（ｂａｒ）であり、対応する温度が約１７５℃である時、加水分解 は約１５分間行われ得る。圧力が１０ｂａｒ　、即ち約１８５℃の処理温度に増 加すると、加水分解の処理時間は約１０分間に減少する。

与えられる装置の容量は、圧力と温度を上昇させることにより増加させることが できる。通常、ｇｂａｒのオーダーの蒸気圧が普通の工業用ボイラーの使用を可 能にするであろう点で選択される。

蒸気の直接噴射による加熱は、材料の給湿をもたらすだけでなく、既知の装置の 場合のような大量の水の添加を回避する。本発明の装置は、例えば加水分解装置 を接続しようとする工場設備が既に過熱蒸気を使っている場合、過熱蒸気を使う こともできる。更なる処理、例えば粉砕の前に、プレスまたは乾煙により加水分 解生成物から成る量の水を除去することができる。

容器を横切る圧力の差により駆動され、生成物塊は容器を通るプランジャー流に より入口シュートから出口シュートまで移動し、ここで入口シュートに新しい一 部分を定期的に導入する。連続加水分解の操作中、容器は生成物臭で実質上満た されており、生成物臭は比較的小さい歩調で、容器を通過するプランジャー流と して移動する。処理時間は好ましくは５〜３０分のオーダーであり、そしてこれ は原料を例えば屠殺場から直接導入する時であり、原料を未洗浄で且つ未処理の 状態で入口シュートに供給する場合であることは注目に値する。しかしながら、 装置がより高い処理圧力および温度用に用意される場合には、より少ない処理時 間を達成することができるであろう。成る場合には、与えられた条件下で有利な 製造を達成すると同時に、より長い処理時間、即ちより低い処理圧力および温度 を受は入れることができるであろう。従って、本発明の方法と装置は、非常に広 範な用途を有する。

請求項２に開示される方法に従うことにより、例えば請求項９に特徴付けられる ような本発明の装置を使って、重力によりプランジャー流を助け、そしてエネル ギー節約に悪影響を与えることなく、特定の寸法に合わせて造ったものよりもよ り少量の材料でさえも、装置を作動し続けることが可能であろう。容器を直立形 式に配置することにより、生成物臭が容器の壁面に付着して望ましくない充填物 を生じ得ることが回避される。

請求項３に開示される方法に従い、例えば請求項１０に特徴付けられるような本 発明の装置を使うことにより、所望する程度迅速に、即ち約５〜３０分以内で（ 上記参照）操作を行うのに十分である程度に生成物臭が撹拌され、そして有利な エネルギー節約が達成されることを確実にする。噴射管またはバルブの数および 容器ジャケット上のそれらの分布は、幾つかの因子、特に装置で処理される材料 の種類、即ちそれが羽、剛毛、角もしくはつめ、それらの混合物または全く別の 材料のいずれであるか、に依存する。実際問題として、装置は必要な時に開閉で きる十分な数の蒸気噴射ノズルを装備しているであろう。特に大きい直径の容器 の場合には、例えば容器中に軸方向に配列された、蒸気用の１または数個の中心 噴射管を使用することも可能であろう。

請求項４に特徴付けられる方法に従って、例えば請求項１１に特徴付けられる装 置を使うことにより、加水分解容器への入口シュートは、入口シュートへの充填 口の所および入口シ。

−トと加水分解容器との間に使われる閉鎖装置以外に全く可動部を必要としない ものである。とりわけ、耐圧ポンプを有する既知の強制送り原理の使用、および それと関係して生じる全ての問題が避けられる。

請求項５に特徴付けられ漬方法に従い、例えば請求項１２に特徴付けられる本発 明の装置を使うことにより、生成物臭への空気の供給が減少し、生成物環中への 蒸気の浸透を増加せしめ、これによって生成物がより迅速に加熱されるため、よ り迅速な処理が達成される。

請求項６に特徴付けられる方法に従い、例えば請求項１３に特徴づけられる本発 明の装置を使うことにより、加水分解生成物を「発射（ｓｈｏｔ）　Ｊするかま たはプランジャー流によって加水分解容器から加水分解容器よりも低い圧力下の 中間貯蔵容器である節約装置に運ぶ可能性が提供される。加水分解生成物は、こ れによって機械的輸送装置またはポンプなしでその先に運ばれる。輸送路中の隙 間における制限の導入が回避され、このため比較的大きな材料片でさえも、入口 シュートへの充填口から無圧力の取出し容器までの全路を妨げずに通過すること ができる。輸送における唯一の制限は、閉鎖バルブ中の口であり、実際問題とし て、問題なく十分な口を有するように形造ることができ、その結果、通常は入口 シュート中への導入前に原料の種類の分類を行う必要がない。

出口シュートシステムと貯蔵容器は入口シュートと一緒に接続することができ、 これによって蒸気中の残余エネルギーを入口シュート中の成る量の材料の予備加 熱、ことによるとその給温に利用できるようになり、それによって工程のエネル ギー利用度が大きく改善される。更に、これは実質上蒸気の閉回路を提供し、そ のような工場からの悪臭から起こる不都合を減少させる。

本発明の方法は、好ましくは請求項７に開示され特徴付けられるようにして行わ れ、それによって処理時間が短くなり、そして装置が大きな連続容量を獲得する 。

好ましい態様を示す図面を参照しながら、本発明を更に詳細に説明する。

第１図は、本発明の方法の流れ図を示す。

第２図は、本発明の装置の略図である。

第３図は、第２図の装置の加水分解容器にふける断面■−■を示す。

図面について説明すると、第１図は本発明の好ましい態様に従って本発明をカバ ーしている流れ図の一例である。原料は、コンベヤー６により閉鎖可能口８から 入口シュート２に導入される。原料の充填中はバルブ７は閉じられており、シュ ート容器２は無圧力である。適当量の原料がシュート容器２に導入された時、充 填口８は気密方式で閉じられる。バルブ１３が開かれ、シュート容器中に真空が 樹立され、そして再びバルブ１３が閉じられる。その後すぐに、バルブ１４が開 かれ、そして圧力差のために節約装置４から残りの蒸気がシュート容器２の中に 流れ込む。その後再びバルブ１４が閉じられる。

シュート容器２は、現時点で節約装置４から発する約２ｂａｒの圧力下にあるが 、まだそれは完全に密閉されていない。その後、バルブ１５が開けられ、約ＩＱ ｂａｒの蒸気圧がシュート容器２に適用され、そして容器２に約ＩＱｂａｒの圧 力が樹立されたことを圧力計１６が示した時、シュートバルブ７が開けられ、容 器２の中の原料（バッチ）が、約８ｂａｒの低圧下にある加水分解容器１の中に 「発射」される。もちろん、指示された圧力は、この方法がいかにして実施でき るか、装置がいかにして配置されるか、の単なる例である。

装置が始動しておりそして連続作動である時、加水分解容器１は生成物臭で実質 上満たされており、生成物はプランジャー流において入口シュートから容器を通 って出口シュート３まで段階的に移動する。出口シュート３はバルブ、例えば玉 弁またはすき形弁であり、これは一定間隔で開かれ、そして加水分解された材料 のバッチを加水分解容器１から退出さ節約装置４と加水分解容器ｌとの間の圧力 差によって、加水分解された材料を節約装置４中に完全に「発射」させることが 可能になる。

節約装置の底のバルブ１７から、材料は無圧力の取出し容器１０中に移され、そ して更なる処理、例えば乾燥、プレス、磨砕または他の処理形式のために運搬さ れ得る。

節約装置４の頂部にある蒸気管１１は、バルブ１４を経て入口シュート２に残り の蒸気を戻す（上記参照）。

加水分解容器１は、バルブ５を有する多数の蒸気噴射管を配置され、これによっ て所望の蒸気圧、例えばｇ　ｂａｒを加水分解工程に直接吹込むことができ、そ れによって生成物塊が１７５℃付近に加熱され、給温されそして撹拌され、それ と同時に生成物塊が容器１を通るプランジャー流において移動する。容器を通る 生成物塊の移動およびそれが前記容器中で過ごす時間は、工程の制限パラメータ ーとして使用される。

バルブ１８は、例えば、工程の始動と終了に関係して使用される手動バルブであ る。２３は、原料と一緒に加水分解容器１に導入される空気の大部分の除去のた めに配置された空気分離器である。２０は、所望の処理圧力を越えないようにす る過圧バルブである。２４も、装置の閉鎖中に処理圧力を維持する過圧バルブで ある。例えば、加水分解容器１内の処理圧力が約８ｂａｒである場合、バルブ２ ０は約８．５　ｂａｒで開くようにセットされ、そしてバルブ２４は約３　ｂａ ｒで開くようにセットされるだろう。

第２図と第３図において、本発明の装置は、１時間あたり０．５〜２０トンのオ ーダーの容量を有するように造られる。この装置に関して用いられる参照番号は 、第１図で使用したものと同じであるが、ただし、装置自体のみが示されており 、圧力管および温度装置および蒸気管等は示されていない。

この装置の主要素は加水分解容器１であり、これは平滑な内壁を有するジャケッ ト１２を有する長い円筒形の圧力容器である。ジャケット１２を通る噴射口また はノズル２２を有する環状蒸気噴射管２２は、実質上直角方向において加水分解 容器１の中心に向かって蒸気を誘導する。詳しくは第３図を参照のこと。加水分 解容器ｌの長さ並びに蒸気噴射管２１と噴射口２２の数は、処理しようとする生 成物の種類並びに所望の処理速度および容量に依存するだろう。装置全体は、あ らゆる適当な箇所における圧力、レベルおよび温度の測定に基づき、そして制御 装置中にプログラムされる圧力、温度、プランジャー流頻度および処理時間に関 する経験値に基づき、電気的プロセス制御装置により制御される。

図示または記載された例は長い円筒形の加水分解容器に関するが、この容器が水 平または傾斜形において配置されるのを妨げることでは全くない。例えば成る時 間の間原料の量が減らされるため、本発明の装置が特定の寸法に合わせて造った ものよりも低い容量で作業することを要求される場合、処理温度またはレベルを 下げることができる。従って、与えられた装置は、プロセス工程に悪影響を与え ることなく変更できる処理容量を有する。

入口シュート配置、出ロシニート配置および節約装置等は、本発明の精神から逸 脱することなく、図示または説明したもの以外のやり方で形造ることができるこ とは、当業者にとって明らかであろう。例えば、記載した入口シュートの代わり に、多数の別の形態の加水分解容器１０強制送りを用いることができ、例えば米 国特許４．２８６．８８４号に記載のスクリューポンプ、または加水分解容器が 有意な圧力低下を受けることなくこの容器中に材料を導入することが可能である 他の強制送り手段を用いることができる。本発明の主なアイデアは、撹拌機等を 用いることなく完全に機能し、そして成る形式または他の直接蒸気噴射により加 熱が行われる、加水分解装置１である。

Ｆｉｇ、１ 国際調査報告 ｔ＋ｍｎｗｌ噂〜ＩＡＢＮ１ｍｌ馴崎　ＰＣＴ／ＤＫ８９１００１２２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．所望の加水分解が達成されるのに要する時間の間加圧下で加熱されるケラチ ン様材料の連続加水分解方法であって、該材料をバッチにおいて時々耐圧入口シ ュートから気密の長い加水分解容器の一端に導入し、加水分解容器中への蒸気の 直接噴射により材料を加熱すると同時に、圧力差により材料を該容器から気密の 出口シュートの方に運び、加水分解された材料のバッチをあけるために出口シュ ートを時々開き、そして加水分解容器を通る生成物塊の移動が入口シュートと実 質上歩調を合わせた段階的プランジャー流として起こることを特徴とする方法。 ２．加水分解容器（１）が、入口が出口の上方にあるように、好ましくは該容器 が実質上直立であるように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の方法 。 ３．生成物塊中への蒸気の噴射が、容器中の生成物塊の移動に対して実質上直角 に行われることを特徴とする、請求項２に記載の方法。 ４．入口シュートが、加水分解容器への閉鎖可能な接続を有する圧力容器、原料 の導入のための閉鎖可能な充填口、並びに必要な蒸気管およびバルブを含んで成 ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ５．入口シュートが、該シュート中に減圧を樹立させるために配置された、必要 なバルブを有する少なくとも１つの真空管を更に含んで成ることを特徴とする、 請求項４に記載の方法。 ６．加水分解された材料が、好ましくは容器と出口シュートとの間の圧力差によ り耐圧容器に運ばれ、ここで前記容器は加水分解された材料の除去のための装置 を含んで成り、そして前記容器が入口シュートに接続されていることを特徴とす る、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。 ７．生成物塊が、２〜１５バールの処理圧力およびこれに対応する温度のもとで ５〜３０分間加水分解容器中にとどまることを特徴とする、請求項１に記載の方 法。 ８．所望の加水分解が達成されるのに要する時間の間加圧下で加熱されるケラチ ン様材料の連続加水分解のための装置であって、長い耐圧加水分解容器（１）を 含んで成り、これはその入口において気密方式で閉鎖される入口シュート（２） に接続されており、前記シュート（２）は、バッチにおいて且つ時折加水分解容 器中に材料を導入するために配置されており、そして該容器のもう一方の端は、 加水分解された材料のバッチをあけるために配置された耐圧出口シュート（３） に接続されており、そして加水分解容器は生成物塊中への蒸気の直接噴射のため の手段（５）を含んで成り、該容器を通る生成物塊の移動が入口シュートと実質 上歩調を合わせたプランジャー流として起こり、そして加水分解容器中の圧力は 、入口シュート（２）の所が出口シュート（３）の所よりも高い、ことを特徴と する装置。 ９．加水分解容器（１）が、入口が出口の上方にあるように、好ましくは該容器 （１）が実質上直立であるように配置された長い円筒形の容器であることを特徴 とする、請求項８に記載の装置。 １０．蒸気噴射手段（５）が、蒸気が容器（１）の軸線に対して実質上直角方向 において容器ジャケット（１２）から噴射されるように配置されることを特徴と する、請求項９に記載の装置。 １１．入口シュート（２）が、加水分解容器（１）への閉鎖可能な接続（７）を 有する圧力容器として形造られ、そして該シュートヘの原料の直接充填のために 配置された閉鎖可能な充填口（１）、並びに必要な蒸気管およびバルブ（１５） を含んで成ることを特徴とする、請求項８に記載の装置。 １２．入口シュートが、閉鎖に必要なバルブ（１３）を有する少なくとも１つの 真空管を更に含んで成り、これによってシュート（２）中に減圧を樹立させるこ とができることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。 １３．該装置が加水分解された材料のための耐圧貯蔵容器（４）を更に含んで成 り、前記容器は管（９）を経由して出口シュート（３）に接続されており、貯蔵 容器（４）は出口シュート（３）よりも低圧に保持され、貯蔵容器は遮断バルブ を経て無圧力の取出し容器（１０）に接続されており、そして蒸気管（１１）を 貯蔵容器（４）から入口シュート（２）まで通すことができることを特徴とする 、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の装置。